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中国海洋大学 - 《中国海洋大学报》

致力于探索碳中和视角下的大气污染和粮食安全问题

作者:李守秀    
2025-01-09     浏览(53)     (0)

文章作者在分析大气污染数据和气象数据时,通过论文展示了他在大气污染治理方面的研究成果,以及他在攻读博士学位的几年中不断努力成长为优秀科研人才的过程。


在攻读博士学位的这几年中,中学课文《游褒禅山记》里面的几句话时常浮现在我的脑海:“而世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远,而人之所罕至焉,故非有志者不能至也。有志矣,不随以止也,然力不足者,亦不能至也。有志与力,而又不随以怠,至于幽暗昏惑而无物以相之,亦不能至也。”世界上最美妙和震撼的景色往往在人迹罕至的地方,唯有有远大志向、坚定信念、强健体魄之人,关键时刻还得贵人相助,方能抵达。作为一名在科研旅程中领略过绝美风景的中国海大学子,我对此感触颇深。

自幼年起,我便对那片浩瀚无垠的天空怀有无比的热爱,它总能给我们带来不一样的惊喜,冬天的雪是我童年时候最盼望的景象。随着年龄的增长,我逐渐了解到,那看似触手可及的天空,实则是环绕地球表面的大气层,它是维系地球上所有生命不可或缺的守护屏障。然而,随着工业化进程的加快,小时候记忆里那片清澈的天空,渐渐由于人类排放的大气污染物变得灰暗,记忆里冬天常见的雪也因为气候变暖变得越来越少。为应对这一全球问题,习近平总书记 2020 年提出“碳中和”目标,旨在减缓气候变暖,改善环境质量和推动可持续发展。

聚焦国家战略需求,积极贡献个人智慧与力量,是我们义不容辞的责任与使命。我的专业是环境科学,经过本科阶段系统而深入的学习,硕士阶段我选择了大气污染防治作为研究方向。秉持着想要进一步参与大气污染治理工作的愿景,硕士毕业以后,我入职了一家环保公司,担任大气污染治理解决方案工程师一职。经过两年的职场历练,我深刻体会到自身在专业技能上的局限,因此我决定继续深造,申请攻读博士学位。进入博士阶段,我有幸加入环境科学与工程学院高会旺教授创建的海洋与大气动力课题组,加之高阳教授与姚小红教授的精心指导,初步确定了我博士的研究方向——探究气候变化对大气污染的影响。这一课题是在围绕国家双碳战略,立足天空保卫战背景下开展的。

记得 2021 年,初入课题组的我对新领域既好奇又焦虑。面对陌生的数值模式工具,我从零开始学习 Linux 系统、NCL、Python等编程语言,以及全球和区域模式。这段基础知识积累的路程虽艰难却收获颇丰,历经一年多的努力,在师长和同学的帮助下我已熟练掌握多种编程语言和数值模式。然而,技术熟练之后,我才意识到迎来了更为煎熬的挑战——寻找并解决科学问题。为了精准定位科学问题,我埋头于浩瀚的文献之中,努力把握研究进展与前沿动态。在这个过程中,导师如同灯塔,每当我迷失方向时,总能及时将我引领回正确的道路。通过无数次探讨与交流,我们共同深入剖析科学问题,并在解决问题的尝试中不断完善认知框架。确定科学问题后,我着手量化研究气候变化对主要大气污染物之一——臭氧的影响。在此过程中,进一步意识到臭氧浓度变化过程中,其汇过程 - 通过干沉降落入农作物叶孔,会造成粮食产量降低。农作物叶孔对臭氧的吸收在不同气象条件下差异很大,那么气候变化必然改变农作物对臭氧的响应,而从这一角度解析,以前从未开展过,进而引出来气候变化对大气污染和粮食产量影响的思路。这一过程中涉及大量复杂的数据处理与迭代运算。为确保结果的准确性,导师传授了我多种交叉验证的方法,让我明白了“慢就是快”的道理。面对与常识相悖的研究结果,我曾屡次受挫,几近灰心。但导师的话语如春风化雨,告诉我“轻装上阵,心无旁骛,方能勇往直前”,并教会我构建缜密周全的逻辑链条。经过两年多的反复论证和修改,我的第一个研究成果“Mitigating climate change and ozone pollution will improve Chinese food security”(《减缓气候变化和臭氧污染将提高中国的粮食安全》)终于顺利发表在 Cell 姊妹刊 One Earth(《一个地球》)。该文章揭示了减缓气候变化和臭氧污染对我国粮食安全的重要意义,进一步阐明了其在减缓土地竞争和全球变暖方面的重要作用。

科研之路确实充满挑战与艰辛,但身处和平时代,我已拥有了一个既舒适又包容的科研环境,加之良师益友相伴,实属难得的幸福。感恩祖国为我创造了良好的科研环境,感恩导师用开阔的学术思想、敏锐的学术眼光、严谨的学术态度带领我领略科研的魅力。作为一名海大学子,我将继续胸怀蓝色梦想,坚定为祖国科学事业发展贡献力量的信念,聚焦碳中和目标和大气污染、粮食安全等国家战略需求,勇立潮头,努力成长为堪当时代重任的优秀科研人才,为祖国的宏伟蓝图贡献青春力量。

(作者系环境科学与工程学院环境科学专业 2021 级博士研究生)

作者在分析数值模型输出的大气污染数据和气象数据 枫林 摄